JPWO2016046958A1 - 部品実装装置、表面実装機、及び吸着高さ位置の検出方法 - Google Patents

Abstract

負圧によって部品をその上方から吸引することで部品を吸着する吸着部（５４）を備え、吸着部（５４）で吸着した部品（Ｅ１）を基板（Ｐ１）に実装する部品実装装置（３０）であって、吸着部（５４）における負圧の大きさを測定する測定部（６０）と、吸着部（５４）と測定部（６０）とを制御する制御部（７０）と、を備え、制御部（７０）は、吸着部（５４）で部品（Ｅ１）を吸引するとともに部品（Ｅ１）の吸引を開始してから吸引を終了するまでの間に測定部（６０）で測定される負圧の大きさの時間変化を観測する観測処理を実行する観測処理部（７６）と、観測処理で観測した負圧の大きさの時間変化に基づいて、部品（Ｅ１）を吸着部（５４）で吸着するときの吸着高さ位置を決定する決定処理部（７７）と、を有し、観測処理は、部品（Ｅ１）の吸引を開始するときの部品（Ｅ１）と吸着部（５４）との間の距離を変えて複数回実行する。

Description

本明細書で開示される技術は、部品の吸着高さ位置を決定する部品実装装置、その部品実装装置を備える表面実装機、及び吸着高さ位置の検出方法に関する。

従来、負圧によって様々な種類の電子部品等を吸引することで当該電子部品を吸着する複数の吸着ノズルを備え、この吸着ノズルで吸着した電子部品をプリント基板上に実装する部品実装装置が知られている。このような吸着ノズルを備える部品実装装置では、電子部品をプリント基板に実装する際、吸着高さ位置が電子部品に近づき過ぎると、吸着ノズルの先端部が電子部品に過度に干渉し、吸着ノズルや電子部品が損傷することがある。そのため、電子部品をプリント基板上に実装する実装作業の前に、電子部品の種類毎に最適な吸着高さ位置を検出することが要求される。

下記特許文献１には、上記のような部品実装装置において、電子部品の実装作業を行うための吸着ノズルの吸着高さ位置を検出する検出方法が開示されている。この検出方法では、予め定められた計測基準面に対して吸着ノズルを下降させながら、吸着ノズルから吸引される空気の流量を計測し、流量計測結果から流量計測値が所定値以下に低下したタイミングを算出し、その算出結果に基づいて吸着ノズルの吸着高さ位置を検出する。

特開２００３−１３３７８６号公報

しかしながら、上記特許文献１の検出方法は、吸着対象となる電子部品に対して吸着ノズルを下降させながら流量を計測するものではないため、吸着部品毎のばらつきに起因する吸着高さ位置の違いに対応させることが難しい。また、仮に上記特許文献１の検出方法を用いて、電子部品に対して吸着ノズルを下降させながら流量を計測したとしても、電子部品が吸着ノズルによって吸引されて電子部品が載置面から浮き上がってしまうので、適切な流量計測値を得ることができず、吸着高さ位置を高い精度で検出することが難しい。

本明細書で開示される技術は、上記の課題に鑑みて創作されたものであって、様々な部品の吸着高さ位置を高い精度で検出することが可能な部品実装装置、そのような部品実装装置を備える表面実装機、及び様々な部品の吸着高さ位置を高い精度で検出することが可能な吸着高さ位置の検出方法を提供することを目的とする。

本明細書で開示される技術は、負圧によって部品をその上方から吸引することで該部品を吸着する吸着部を備え、前記吸着部で吸着した前記部品を基板に実装する部品実装装置であって、前記吸着部における前記負圧の大きさを測定する測定部と、前記吸着部と前記測定部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記吸着部で前記部品を吸引するとともに該部品の吸引を開始してから吸引を終了するまでの間に前記測定部で測定される前記負圧の大きさの時間変化を観測する観測処理を実行する観測処理部と、前記観測処理で観測した前記負圧の大きさの時間変化に基づいて、前記部品を前記基板に実装するために該部品を前記吸着部で吸着するときの吸着高さ位置を決定する決定処理を実行する決定処理部と、を有し、前記観測処理部は、前記部品の吸引を開始するときの該部品と前記吸着部との間の距離を変えて前記観測処理を複数回実行する部品実装装置に関する。なお、本明細書でいう負圧の大きさを測定するとは、負圧の大きさを圧力値で測定することに限定されず、例えば負圧の大きさを電圧値や流量として測定することも含まれる。

上記の部品実装装置では、制御部の観測処理部は、観測処理において部品の吸引を開始してから吸引を終了するまでの間に測定部で測定される負圧の大きさの時間変化を観測する。ここで、測定部で測定される負圧の大きさは、吸着部による吸引に伴って電子部品がその載置面から浮き上がることで緩やかな勾配で変化し、電子部品が吸着部に接触すると吸着部内の真空度が急速に高まって急勾配で変化する。そのため、負圧の大きさの時間変化を観測することで、例えば吸着部による吸引を開始してから電子部品が吸着されるまでの経過時間を算出することができ、その経過時間が短いほど、電子部品と吸着部との間の距離が短いものとみなすことができる。

さらに、上記の部品実装装置では、制御部の決定処理部は、測定処理を、部品の吸引を開始するときの当該部品と吸着部との間の距離を変えて複数回実行し、決定処理では。観測処理で観測した負圧の大きさの時間変化に基づいて当該部品についての吸着高さ位置を決定する。従って、複数回実行される測定処理でそれぞれ算出される上記経過時間を比較することで、電子部品と吸着部との間が極めて近接するような最適な吸着部の吸着高さ位置を決定することができる。そして、上記の各処理を形状等が異なる複数種類の部品毎に実行することで、部品毎に最適な吸着高さ位置を高い精度で検出することができる。以上のように上記の部品実装装置では、吸着部による吸引によって部品が浮き上がって吸着部に吸着される際の負圧の大きさの時間変化の特性に着目することで、様々な部品の吸着高さ位置を高い精度で検出することができる。

上記の部品実装装置は、記憶部を備え、前記観測処理部は、前記観測処理では、前記吸着部で前記部品の吸引を開始してから所定時間経過後に吸引を終了するとともに、前記所定時間の間に観測した前記負圧の大きさの時間変化を波形として前記記憶部に記憶させ、前記決定処理部は、前記決定処理では、前記記憶部に記憶された複数の前記波形のうち一つの波形に対応する前記部品と前記吸着部との間の距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定してもよい。なお、本明細書でいう所定時間とは、部品の上方に配された吸着部が吸引を開始してから部品が吸着部に吸着されるまでの時間に微小時間を加えた時間であり、例えば数ミリ秒程度とされる。

この構成によると、複数回実行される観測処理について、部品の吸引を開始してから吸引を終了するまでの時間が等しいため、複数回の観測処理で観測された上記波形をそれぞれ重ね合わせることで、複数回の観測処理における上記経過時間を効果的に比較することができる。このため、決定処理では、吸着高さ位置を高い精度で決定することができる。

上記の部品実装装置において、前記観測処理部は、複数回実行する前記観測処理のうち１回の観測処理では、前記距離を前記所定時間の間に前記部品が前記吸着部に吸着されない距離にして実行するとともに前記波形を基準波形として前記記憶部に記憶させ、他の回の観測処理では、前記波形を通常波形として前記記憶部に記憶させ、前記決定処理部は、前記決定処理では、前記基準波形と前記通常波形とを前記記憶部から読み出す読み出し処理と、前記通常波形について前記基準波形との差分をとった波形を差分波形として算出する差分波形算出処理と、前記差分波形について前記吸引を開始してから前記負圧の大きさの差分が所定の閾値となるまでの経過時間を算出する経過時間算出処理と、を実行し、前記経過時間が算出された前記差分波形に対応する前記部品と前記吸着部との間の距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定してもよい。

上記通常波形及び上記差分波形では、吸着部に部品が吸着されたときの勾配の変化点において波形が緩やかに変化するため、変化点を精度良く検出することが難しい。上記の構成によると、読み出した基準波形及び通常波形から差分波形を算出し、差分波形について所定の閾値となるまでの経過時間を算出することで経過時間が一義的に定まるため、上記変化点近傍の波形の影響を排除することができる。そして、このように変化点近傍の波形の影響が排除された経過時間が算出された差分波形に対応する部品と吸着部との間の距離に基づいて吸着高さ位置を決定することで、より高い精度で吸着高さ位置を決定することができる。

上記の部品実装装置において、前記決定処理部は、前記決定処理では、複数の前記差分波形を重ね合わせた場合に隣り合う２つの前記差分波形について、前記経過時間の差を算出する時間差算出処理を実行し、前記経過時間の差が第１の所定値以下となる２つの前記差分波形のうち、前記経過時間が相対的に大きな一方の差分波形に対応する前記距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定してもよい。

上記変化点近傍の波形の影響が排除された上記経過時間の差は、部品と吸着部との間の距離が小さくなるほど、小さくなる傾向にある。上記の構成によると、算出された経過時間の差が第１の所定値以下となるときの一方の差分波形に対応する部品と吸着部との間の距離に基づいて吸着高さ位置を決定することで、より高い精度で吸着高さ位置を決定することができる。

上記の部品実装装置において、前記決定処理部は、前記決定処理では、複数の前記波形を前記記憶部から読み出す読み出し処理と、前記波形を微分した微分波形を算出する微分波形算出処理と、前記微分波形について、前記吸引を開始してから前記負圧の大きさについての２回目のピークが発生した時点までの経過時間を算出する経過時間算出処理と、を実行し、前記経過時間が算出された前記差分波形に対応する前記部品と前記吸着部との間の距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定してもよい。

この構成によると、上記波形から算出された微分波形について上記経過時間の差を算出することで、上記変化点近傍の波形の影響を排除することができる。さらに、上記基準波形を算出することなく上記微分波形を算出し、算出された微分波形の２回目のピークが発生した時点までの経過時間を算出する。ここで、２回目のピークが発生した時点は一点に定まるため、２回目のピークが発生した時点をみることで上記経過時間を精度良く検出することができる。このように精度良く検出された経過時間が算出された差分波形に対応する部品と吸着部との間の距離に基づいて吸着高さ位置を決定することで、より高い精度で吸着高さ位置を決定することができる。

上記の部品実装装置において、前記決定処理部は、前記決定処理では、複数の前記微分波形を重ね合わせた場合に前記経過時間が近接する２つの前記微分波形について、前記経過時間の差を算出する時間差算出処理を実行し、前記経過時間の差が第２の所定値以下となる２つの前記微分波形のうち、前記経過時間が相対的に大きな一方の微分波形に対応する前記距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定してもよい。

この構成によると、隣り合う２つの微分波形から経過時間の差を算出することで、観測処理について少ない回数で吸着高さ位置を検出することができる。このように上記の構成では、吸着高さ位置の検出を開始してから吸着高さ位置が検出されるまでに要する時間を短縮することができる。

上記の部品実装装置において、前記決定処理部は、前記決定処理では、前記一方の差分波形又は前記一方の微分波形についての前記経過時間が第３の所定値以下である場合に、前記吸着高さ位置を決定してもよい。

決定処理において算出される隣り合う２つの上記差分波形、又は隣り合う２つの上記微分波形では、部品と吸着部との間の距離の変化幅によっては、吸着部が部品から離れている場合であっても、上記経過時間の差が第１の所定値以下又は第２の所定値以下となる場合がある。上記の構成によると、さらに経過時間が第３の所定値以下である場合に吸着高さ位置を決定するので、吸着部が部品から離れているにもかかわらず吸着高さ位置が決定されることを防止することができる。このため、より高い精度で吸着高さ位置を決定することができる。

上記の部品実装装置において、前記観測処理部は、前記観測処理を、前記部品と前記吸着部との間の距離を等間隔で変えて複数回実行してもよい。

上記距離を等間隔で変えて観測処理を複数回実行すると、吸着部が部品に近づくにつれて上記経過時間の差が小さくなる。上記の構成によると、上記経過時間の差が第１の所定値以下又は第２の所定値以下となる場合に、吸着高さ位置を決定するために別途条件を設けなくても、吸着高さ位置を決定することができる。このため、より簡単な決定方法で吸着高さ位置を決定することができる。

上記の部品実装装置において、前記決定処理部は、前記決定処理では、複数の前記波形を前記記憶部から読み出す読み出し処理と、前記波形を微分した微分波形を算出する微分波形算出処理と、前記微分波形について、前記吸引を開始してから前記負圧の大きさについての２回目のピークが発生した時点までの経過時間を算出する経過時間算出処理と、前記経過時間と、該経過時間が算出された前記微分波形と対応する前記距離と、から近似関数を算出する関数算出処理と、を実行し、前記近似関数において前記経過時間が所定の閾値となるときの前記部品と前記吸着部との間の距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定してもよい。

上記の構成では、制御部は、上記経過時間と上記経過時間が算出された微分波形と対応する距離とから近似関数を算出し、算出された近似関数から吸着高さ位置を決定する。この近似関数は、少なくとも観測処理を３回行うことで算出することができる。このため、観測処理についてより少ない回数で吸着高さ位置を検出することができ、吸着高さ位置の検出を開始してから吸着高さ位置が検出されるまでに要する時間を一層短縮することができる。

上記の部品実装装置は、外部からの入力を受け付ける入力部を備え、前記観測処理部および前記決定処理部は、前記入力部が入力を受け付けることで、前記観測処理及び前記決定処理を実行してもよい。

この構成によると、入力部が作業者等、外部からの入力を受け付けることで、作業者等の意思に基づいて吸着高さ位置を検出するための処理を開始することができる。

上記の部品実装装置は、前記吸着部を上下に昇降させる昇降部を備え、前記制御部は、前記昇降部を制御することで、前記観測処理を、前記部品の吸引を開始するときの前記吸着部の高さを変えて複数回実行してもよい。

これによると、吸着部が制御部によって昇降されることで、部品と吸着部との間の距離を変えるための具体的な構成を提供することができる。

本明細書で開示される他の技術は、上記の部品実装装置と、前記部品実装装置に前記部品を供給する部品供給装置と、前記基板を搬送方向に搬送する基板搬送装置と、を備える表面実装機に関する。

本明細書で開示される他の技術は、負圧によって部品をその上方から吸引することで該部品を吸着する吸着部と、前記吸着部における前記負圧の大きさを測定する測定部と、を備え、前記吸着部で吸着した前記部品を基板に実装する部品実装装置において、前記部品を前記基板に実装するために該部品を前記吸着部で吸着するときの吸着高さ位置を検出する吸着高さ位置の検出方法であって、前記吸着部で前記部品を吸引するとともに該部品の吸引を開始してから吸引を終了するまでの間に前記測定部で測定される前記負圧の大きさの時間変化を観測する観測工程と、前記吸着高さ位置を決定する決定工程と、を備え、前記観測工程では、前記部品の吸引を開始するときの該部品と前記吸着部との間の距離を変えて前記負圧の大きさの時間変化の観測を複数回実行し、前記決定工程では、前記観測工程で観測した前記負圧の大きさの時間変化に基づいて、前記吸着高さ位置を決定する吸着高さ位置の検出方法に関する。

本明細書で開示される技術によれば、様々な部品の吸着高さ位置を高い精度で検出することが可能な部品実装装置、そのような部品実装装置を備える表面実装機、及び様々な部品の吸着高さ位置を高い精度で検出することが可能な吸着高さ位置の検出方法を提供することができる。

表面実装機の平面図 ヘッドユニットを正面から視た拡大正面図 吸着ノズルに負圧を発生させるための構成を示す模式図 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 吸着高さ位置の検出開始から電子部品の実装までの流れを示すフローチャート 吸着高さ位置検出処理の流れを示すフローチャート 吸着高さ位置検出処理における電子部品と吸着ノズルとの間の距離の変化態様を示す説明図 観測処理で観測された各波形を示すグラフ 各波形の差分波形を示すグラフ 実施形態２の吸着高さ位置検出処理の流れを示すフローチャート 実施形態２の観測処理で観測された各波形を示すグラフ 実施形態２において各波形の微分波形を示すグラフ 実施形態３の吸着高さ位置検出処理の流れを示すフローチャート 実施形態３の観測処理で観測された各波形を示すグラフ 実施形態３において各波形の微分波形を示すグラフ 実施形態３において近似関数を示すグラフ 実施形態４における吸着ノズルに負圧を発生させるための構成を示す模式図 実施形態４の観測処理で観測された各波形を示すグラフ 実施形態４において各波形の差分波形を示すグラフ 実施形態５の観測処理で観測された各波形を示すグラフ 実施形態５において各波形の微分波形を示すグラフ 実施形態６の観測処理で観測された各波形を示すグラフ 実施形態６において各波形の微分波形を示すグラフ 実施形態６において近似関数を示すグラフ 実施形態７の吸着高さ位置検出処理の流れを示すフローチャート

（表面実装機の全体構成）
図面を参照して実施形態１を説明する。本実施形態では、図１に示す表面実装機１について例示する。なお、表面実装機１は、以下に示す各実施形態において同様の構成とされる。表面実装機１は、基台１０と、プリント基板（基板の一例）Ｐ１を搬送するための搬送コンベア（基板搬送装置の一例）２０と、プリント基板Ｐ１上に電子部品（部品の一例）Ｅ１を実装するための部品実装装置３０と、部品実装装置３０に電子部品Ｅ１を供給するためのフィーダ型供給装置（部品供給装置の一例）４０等とを備えている。

基台１０は、平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされる。また、基台１０における搬送コンベア２０の下方には、プリント基板Ｐ１上に電子部品Ｅ１を実装する際にそのプリント基板Ｐをバックアップするための図示しないバックアッププレート等が設けられている。以下の説明では、基台１０の長辺方向（図１の左右方向）及び搬送コンベア２０の搬送方向をＸ軸方向とし、基台１０の短辺方向（図１の上下方向）をＹ軸方向とし、基台１０の上下方向（図２の上下方向）をＺ軸方向とする。

搬送コンベア２０は、Ｙ軸方向における基台１０の略中央位置に配置され、プリント基板Ｐ１を搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って搬送する。搬送コンベア２０は、搬送方向に循環駆動する一対のコンベアベルト２２を備えている。プリント基板Ｐ１は、両コンベアベルト２２に架設する形でセットされるようになっている。本実施形態では、プリント基板Ｐ１は、搬送方向の一方側（図１で示す右側）からコンベアベルト２２に沿って基台１０上の作業位置（図１の二点鎖線で囲まれる位置）に搬入され、作業位置で停止して電子部品Ｅ１の実装作業がされた後、コンベアベルト２２に沿って他方側（図１で示す左側）に搬出されるようになっている。

フィーダ型供給装置４０は、搬送コンベア２０の両側（図１の上下両側）においてＸ軸方向に並んで２箇所ずつ、計４箇所に配されている。これらのフィーダ型供給装置４０には、複数のフィーダ４２が横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ４２は、複数の電子部品Ｅ１が収容された部品供給テープ（不図示）が巻回されたリール（不図示）、及びリールから部品供給テープを引き出す電動式の送出装置（不図示）等を備えており、搬送コンベア側に位置する端部から電子部品Ｅ１が一つずつ供給されるようになっている。

部品実装装置３０は、基台１０及びフィーダ型供給装置４０等の上方に設けられる一対の支持フレーム３１と、ヘッドユニット３２と、ヘッドユニット３２を駆動するヘッドユニット駆動機構とから構成される。各支持フレーム３１は、それぞれＸ軸方向における基台１０の両側に位置しており、Ｙ軸方向に延びている。支持フレーム３１には、ヘッドユニット駆動機構を構成するＸ軸サーボ機構及びＹ軸サーボ機構が設けられている。ヘッドユニット３２は、Ｘ軸サーボ機構及びＹ軸サーボ機構によって、一定の可動領域内でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能とされている。

ヘッドユニット駆動機構を構成するＹ軸サーボ機構は、Ｙ軸方向に延びる形で各支持フレーム３１に設置されたＹ軸ガイドレール３４Ｙと、Ｙ軸方向に延びる形で各Ｙ軸ガイドレール３４Ｙに取り付けられ、図示しないボールナットが螺合されたＹ軸ボールねじ３６Ｙと、Ｙ軸ボールねじ３６Ｙに付設されたＹ軸サーボモータ３８Ｙとを有している。

また、各Ｙ軸ガイドレール３４Ｙには、Ｘ軸方向に延びる形でボールナットに固定されたヘッド支持体３９が取り付けられている。Ｙ軸サーボモータ３８Ｙが通電制御されると、Ｙ軸ボールねじ３６Ｙに沿ってボールナットが進退し、その結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体３９、及び次述するヘッドユニット３２がＹ軸ガイドレール３４Ｙに沿ってＹ軸方向に移動する。

ヘッドユニット駆動機構を構成するＸ軸サーボ機構は、Ｘ軸方向に延びる形でヘッド支持体に設置されたＸ軸ガイドレール３４Ｘ（図２参照）と、Ｘ軸方向に延びる形でヘッド支持体３９に取り付けられ、図示しないボールナットが螺合されたＸ軸ボールねじ３６Ｘと、Ｘ軸ボールねじ３６Ｘに付設されたＹ軸サーボモータ３８Ｘとを有している。

また、Ｘ軸ガイドレール３４Ｘには、その軸方向に沿ってヘッドユニット３２が移動自在に取り付けられている。Ｘ軸サーボモータ３８Ｘが通電制御されると、Ｘ軸ボールねじ３６Ｘに沿ってボールナットが進退し、その結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット３２がＸ軸ガイドレール３４Ｘに沿ってＸ軸方向に移動する。

ヘッドユニット３２は、フィーダ型供給装置４０から基台１０上に供給される電子部品Ｅ１を取り出してプリント基板Ｐ１上に実装する。ヘッドユニット３２には、図２に示すように、電子部品Ｅ１の実装動作を行う実装ヘッド５２が列状をなして複数個搭載されている。各実装ヘッド５２は、ヘッドユニット３２の下面から下向きに突出しており、その先端には吸着ノズル（吸着部の一例）５４が設けられている。

各実装ヘッド５２は、Ｒ軸サーボモータ３８Ｒ（図４参照）等によって軸周りの回転動作が可能とされている。また、各実装ヘッド５２は、Ｚ軸サーボモータ３８Ｚ（昇降部の一例、図４参照）等の駆動によってヘッドユニット３２のフレーム３２Ａに対して上下方向に昇降可能な構成となっている。従って、Ｚ軸サーボモータ３８Ｚが通電制御されると、実装ヘッド５２と共に吸着ノズル５４が上下方向に移動し、吸着ノズル５４の下端部の高さ位置が変化する。

なお、ヘッドユニット３２には、基板認識カメラＣ１（図４参照、図１及び図２では不図示）が設けられている。基板認識カメラＣ１は、撮像面を下に向けた状態でヘッドユニット３２に固定されており、ヘッドユニット３２とともに一体的に移動する構成とされている。このため、上述したＸ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を駆動させることで、作業位置に停止したプリント基板Ｐ上の任意の位置の画像を、基板認識カメラＣ１によって撮像することができる。

（吸着ノズルに負圧を発生させるための構成）
次に、吸着ノズル５４に負圧を発生させるための構成について説明する。図３に示すように、吸着ノズル５４の内部に設けられた吸引路５６は圧力センサ（測定部の一例）６０を介してバルブ６２に接続されている。バルブ６２はさらに負圧発生部６４に接続されている。負圧発生部６４は、例えば真空ポンプであり、一定の圧力値（例えば−８０ｋＰａ〜−９０ｋＰａ）で負圧を発生させる。これらの圧力センサ６０、バルブ６２、及び負圧発生部６４はそれぞれ後述する制御部７０に接続されている。

制御部７０によって負圧発生部６４がオンされた状態でバルブ６２が開状態とされると、負圧発生部６４から吸着ノズル５４に負圧が供給され、吸着ノズル５４の先端に吸引力が生じるようになっている。このような構成とすることで、フィーダＦ１を通じて供給される電子部品Ｅ１を、部品実装装置３０の吸着ノズル５４の先端部５４Ａに吸着し、作業位置に停止したプリント基板Ｐ１上に実装するようになっている。各実装ヘッド５２から突出する吸着ノズル５４は、それぞれ径や突出する長さが異なっており、吸引路５６内に供給される負圧の大きさも異なっている。

吸引路５６に接続された圧力センサ６０は、吸着ノズル５４近傍の吸引路５６内における負圧の大きさを電圧値として制御部７０に出力する。なお、図１に示すように、基台１０上において、ヘッドユニット３２による実装位置の近傍には、部品認識カメラＣ２がそれぞれ固定されている。部品認識カメラＣ２は、実装ヘッド５２によってフィーダ型供給装置４０から取り出された電子部品Ｅ１の画像を撮像することで、各電子部品Ｅ１の吸着ノズル５４による吸着姿勢等を認識する。

（表面実装機の電気的構成）
次に、表面実装機１の電気的構成について、図４を参照して説明する。表面実装機１の本体は制御部７０によってその全体が制御統括されている。制御部７０はＣＰＵ等により構成される演算処理部７１を備えている。演算処理部７１には、モータ制御部７２と、記憶部７３と、画像処理部７４と、外部入出力部７５と、観測処理部７６と、決定処理部７７と、表示部７８と、入力部７９と、がそれぞれ接続されている。

モータ制御部７２は、後述する実装プログラム７３Ａに従って各ヘッドユニット３２のＸ軸サーボモータ３８ＸとＹ軸サーボモータ３８ＹとＺ軸サーボモータ３８ＺとＲ軸サーボモータ３８Ｒとをそれぞれ駆動させる。また、モータ制御部７２は、実装プログラム７３Ａに従って搬送コンベア２０を駆動させる。

記憶部７３は、ＣＰＵを制御するプログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。記憶部７３には、次述する実装プログラム７３Ａと各種データ７３Ｂとが記憶されている。

記憶部７３に記憶される実装プログラム７３Ａには、具体的には、実装対象となるプリント基板Ｐ１の生産台数に関する基板情報、プリント基板Ｐ１に実装される電子部品Ｅ１の個数や種類等を含む部品情報、プリント基板Ｐ１上の電子部品Ｅ１の実装位置に関する実装情報等が含まれている。さらに、実装プログラム７３Ａには、後述する吸着高さ位置検出処理で検出される各種電子部品Ｅ１についての吸着高さ位置に関する情報が含まれている。

また、記憶部７３に記憶される各種データ７３Ｂには、フィーダ型供給装置４０の各フィーダ４２に保持された電子部品Ｅ１の数や種類に関するデータ、後述する吸着高さ位置検出処理において観測された各種波形に関するデータ、後述する吸着高さ位置検出処理で用いられる各種所定値、閾値、許容時間に関するデータ等が含まれている。

画像処理部７４には、基板認識カメラＣ１及び部品認識カメラＣ２から出力される撮像信号がそれぞれ取り込まれるようになっている。画像処理部７４では、取り込まれた各カメラＣ１，Ｃ２からの撮像信号に基づいて、部品画像の解析並びに基板画像の解析がそれぞれ行われるようになっている。

外部入出力部７５は、いわゆるインターフェースであって、表面実装機１の本体に設けられる上述した圧力センサ６０等の各種センサ類７５Ａから出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部７５は、演算処理部７１から出力される制御信号に基づいて、上述したバルブ６２の開閉制御等、各種アクチュエータ類７５Ｂに対する動作制御を行うように構成されている。

観測処理部７６は、圧力センサ６０で測定される負圧の大きさの時間を観測する。決定処理部７７は、観測処理部７６で観測した負圧の大きさの時間変化に基づいて、電子部品Ｅ１をプリント基板Ｐ１に実装するために当該電子部品Ｅ１を吸着ノズル５４で吸着するときの吸着高さ位置を決定する。

表示部７８は、表示画面を有する液晶表示装置等から構成され、表面実装機１の状態等を表示画面上に表示する。入力部７９は、キーボード等から構成され、手動による操作によって外部からの入力を受け付けるようになっている。

（表面実装機の動作態様）
本実施形態の表面実装機１では、自動運転中において、搬送コンベア２０によるプリント基板Ｐ１の搬送作業を行う搬送状態と、電子部品Ｅ１のプリント基板Ｐ１上への実装作業を行う実装状態と、交互に実行される。また、フィーダ型供給装置４０には、１つ又は複数のフィーダ４２毎に、形状が異なる複数種類の電子部品Ｅ１が収容されている。電子部品Ｅ１は、種類毎に形状やサイズが異なっており、電子部品Ｅ１の種類が異なると、電子部品Ｅ１をプリント基板Ｐ１に実装するために当該電子部品Ｅ１を吸着ノズル５４で吸着するときの最適な吸着高さ位置も異なるものとされる。

そこで、表面実装機１では、制御部７０は、プリント基板Ｐ１上に各種電子部品Ｅ１を実装する前に、実装対象とされる電子部品Ｅ１の種類毎に、上記吸着高さ位置を検出する処理を実行する。この吸着高さ位置の検出は、例えば自動運転中の上記搬送状態において実行されてもよいし、例えば自動運転の停止中に、入力部７９が吸着高さ位置の検出を開始させるための入力を外部から受け付けることで実行されてもよい。そして上記実装状態では、各種電子部品Ｅ１について検出された吸着高さ位置に基づいて電子部品Ｅ１の実装作業が行われる。

（制御部が実行する処理）
本実施形態に係る表面実装機１は以上のような構成であって、次に、電子部品Ｅ１の吸着高さ位置の検出を開始してから当該電子部品Ｅ１の実装に至るまでに制御部７０が実行する処理について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。以下に示す一連の処理は、上述した実装プログラム７３Ａに従って制御部７０が実行する処理である。

吸着高さ位置の検出は、各吸着ノズル５４について、種類が異なる電子部品Ｅ１毎に実行される。制御部７０は、まず、各吸着ノズル５４のうち吸着高さ位置の検出を実行する吸着ノズル５４が検出対象となる電子部品Ｅ１の上方に位置するように、Ｘ軸サーボ機構及びＹ軸サーボ機構を駆動させてヘッドユニット３２を移動させる（Ｓ２）。

次に、制御部７０の観測処理部７６及び決定処理部７７は、検出対象となる電子部品Ｅ１について吸着高さ位置を検出する吸着高さ位置検出処理を実行する（Ｓ４）。吸着高さ位置検出処理については後で詳しく説明する。制御部７０は、吸着高さ位置検出処理が終了すると、その検出結果、即ち吸着高さ位置検出処理で検出された吸着高さ位置を記憶部７３の実装プログラム７３Ａに記憶させ、Ｓ８に移行する。

制御部７０は、Ｓ８では、実装状態に移行して各種電子部品Ｅ１の実装作業を実行する。この実装作業では、制御部７０は、吸着が行われる吸着ノズル５４について、実装対象となる電子部品Ｅ１の吸着高さ位置を実装プログラム７３Ａから読み出し、各種電子部品Ｅ１について最適な吸着高さ位置で電子部品Ｅ１の実装作業を行う。

（吸着高さ位置検出処理）
次に、制御部７０の観測処理部７６及び決定処理部７７がＳ４で実行する吸着高さ位置検出処理に関する各実施形態を説明する。なお、実施形態１、実施形態２、実施形態３では、表面実装機１の構成、及び制御部７０が実行する上述したＳ２、Ｓ６、Ｓ８の処理については、各実施形態で共通しているため、以下の説明では省略する。

（実施形態１）
実施形態１の吸着高さ位置決定処理について図６に示すフローチャートを参照して説明する。ここで本実施形態では、吸着高さ位置の検出対象となる電子部品Ｅ１の一例として、図７に示す略ブロック状の電子部品Ｅ１を例示する。この電子部品Ｅ１では、その上面が吸着ノズル５４によって吸着される吸着部位となる。

吸着高さ位置検出処理では、制御部７０の観測処理部７６は、まず、図７（Ａ）に示すように、Ｚ軸サーボモータ３８Ｚを駆動させて検出対象となる電子部品Ｅ１から十分離れた位置まで吸着ノズル５４を移動させる（Ｓ１０）。ここでいう電子部品Ｅ１から十分離れた位置とは、例えば吸着ノズル５４が最上端にあるときの位置であり、吸着ノズル５４による吸引を開始してから吸引を終了するまでの間に吸着ノズル５４の吸引力によって電子部品Ｅ１が載置面から浮き上がらないような位置をいう。なお、図７の符号ＤＳ１〜ＤＳ５は、吸着ノズル５４がそれぞれ図７（Ａ）〜図７（Ｅ）に示す位置にあるときの電子部品Ｅ１と吸着ノズル５４との間の距離を示す。

次に、制御部７０の観測処理部７６は、吸着ノズル５４による電子部品Ｅ１の吸引を開始し、所定時間（例えば数ミリ秒程度）経過後に吸引を終了する。また、制御部７０の観測処理部７６は、上記所定時間の間に圧力センサ６０で測定される負圧の大きさの時間変化を観測し（Ｓ１２）、観測された当該時間変化を基準波形として記憶部７３に記憶させる（Ｓ１４）。

ここで、Ｓ１４の処理において記憶部７３に記憶される時間変化の基準波形の一例を、図８のグラフにおいて波形Ｗ０で示す。図８の横軸は時間軸であり、吸着ノズル５４による電子部品Ｅ１の吸引が開始された時点、即ち制御部７０によってバルブ６２が開状態とされた時点を０としている。図８の縦軸は圧力、即ち圧力センサ６０から電圧値として出力される負圧の大きさを示しており、グラフの上側にいくほど負圧が大きい（吸引路５６内の真空度が高い）ものとされる。

Ｓ１２の処理では、上述したように吸着ノズル５４が電子部品Ｅ１から十分離れた位置にあるため、吸着ノズル５４による吸引を開始してから終了するまでの間に当該電子部品Ｅ１によって吸引が妨げられることがない。このため、図８の基準波形Ｗ０で示されるように、Ｓ１２の処理で測定される負圧は、吸着ノズル５４による吸引が開始されて吸気が圧力センサ６０に到達した時点から大きく立ち上がった後、負圧発生部６４で発生される負圧の圧力値Ｐ０と等しくなるまで上昇して一定となる。

制御部７０の観測処理部７６は、Ｓ１４の処理が終了すると、図７（Ｂ）に示すように、電子部品Ｅ１が吸着ノズル５４による吸引によって載置面から浮き上がるような高さ位置まで吸着ノズル５４を下降させる（Ｓ１６）。次に、制御部７０の観測処理部７６は、吸着ノズル５４による電子部品Ｅ１の吸引を開始し、上記所定時間経過後に吸引を終了する。また、制御部７０の観測処理部７６は、上記所定時間の間に圧力センサ６０で測定される負圧の大きさの時間変化を観測し（Ｓ１８）、観測された当該時間変化を通常波形として記憶部７３に記憶させる（Ｓ２０）。

ここで、吸着ノズル５４の高さ位置が図７（Ｂ）に示す位置である場合、Ｓ２０の処理において記憶部７３に記憶される時間変化の通常波形の一例を、図８のグラフにおいて波形Ｗ１で示す。吸着ノズル５４の高さ位置が図７（Ｂ）に示す位置である場合、吸着ノズル５４による吸引を開始した後、吸着ノズル５４による吸引によって電子部品Ｅ１が載置面から浮き上がり、図７（Ｂ）の二点鎖線で示すように、電子部品Ｅ１の上面が吸着ノズル５４の下端部に吸着される。電子部品Ｅ１が吸着ノズル５４に吸着されると、吸着ノズル５４の下端部の吸引口が電子部品Ｅ１によって塞がれるため、圧力センサ６０で測定される負圧がさらに上昇し、吸引路５６内の真空度が高まる。

このため、図８に示す通常波形Ｗ１は、最初に大きく立ち上がってから負圧発生部６４で発生される負圧の圧力値Ｐ０と等しくなるまで上昇した後、載置面から浮き上がった電子部品Ｅ１が吸着ノズル５４に吸着されるまでの間、一定値を示す。そして、図８に示す通常波形Ｗ１は、電子部品Ｅ１が吸着ノズル５４に吸着された時点ＴＡ１（勾配の変化点、二度目の立ち上がり点）で再び大きく立ち上がり、上記所定時間が経過するまでの間、図８のグラフ上で曲線を描きながら真空状態の圧力値に収束する形で上昇する。

制御部７０の観測処理部７６は、Ｓ２０の処理が終了すると、未算出の経過時間の差を算出可能か否か判断する（Ｓ２２）。ここでいう経過時間の差は、後述する処理において算出されるものであり、基準波形と２つの通常波形とに基づいて算出されるものである。従って、経過時間の差が算出されていない少なくとも２つの通常波形が記憶部７３に記憶されている場合、制御部７０の観測処理部７６は、未算出の経過時間の差を算出可能であると判断し（Ｓ２２：ＹＥＳ）、Ｓ２４に移行する。一方、経過時間の差が算出されていない少なくとも２つの通常波形が記憶部７３に記憶されていない場合、制御部７０の観測処理部７６は、未算出の経過時間の差を算出可能でないと判断し（Ｓ２２：ＮＯ）、Ｓ１６に戻る。

先に、Ｓ２２の処理からＳ１６の処理に戻る場合を説明する。Ｓ２２からＳ１６に戻ると、制御部７０の観測処理部７６は、吸着ノズル５４を図７（Ｂ）に示す位置から図７（Ｃ）に示す位置にさらに下降させる（Ｓ１６）。その後、制御部７０は、上述したＳ１８、Ｓ２０の処理を順に実行し、再びＳ２２に移行する。このようにＳ１６からＳ２２の処理は、電子部品Ｅ１と吸着ノズル５４との間の距離を変えて複数回実行される。なお、制御部７０の観測処理部７６がＳ１０からＳ１４で実行する処理、及びＳ１６からＳ２２で実行する処理は、観測処理の一例である。

吸着ノズル５４の高さ位置が図７（Ｃ）に示す位置である場合に記憶部７３に記憶される時間変化の通常波形の一例は、図８の波形Ｗ２で示される。吸着ノズル５４が図７（Ｂ）に示す位置から図７（Ｃ）に示す位置に下降されることで、電子部品Ｅ１と吸着ノズル５４との間の距離が小さくなり、吸着ノズル５４による吸引を開始してから電子部品Ｅ１が吸着ノズル５４に吸着されるまでの経過時間が短くなる。このため、図８に示すように、通常波形Ｗ２は、通常波形Ｗ１と比べて、吸引を開始してから上記二度目の立ち上がり点ＴＡ２に至るまでの経過時間が短いものとなる。

上記のように、Ｓ２２の処理からＳ１６の処理に戻る度に、制御部７０の観測処理部７６は、Ｓ１６において吸着ノズル５４を、図７（Ｃ）に示す位置から図７（Ｄ）に示す位置に、図７（Ｄ）に示す位置から図７（Ｅ）に示す位置に、図７（Ｅ）に示す位置から図７（Ｆ）に示す位置に順に下降させ、Ｓ１８からＳ２２の処理を実行する。図７（Ｆ）に示す位置では、吸着ノズル５４の下端部が電子部品Ｅ１の上面に接触している。なお本実施形態では、吸着ノズル５４の下降幅は一定ではなく可変であり、吸着ノズル５４が電子部品Ｅ１に近づくにつれて吸着ノズル５４の下降幅が小さくなるように制御される。

吸着ノズル５４の高さ位置が図７（Ｃ）に示す位置である場合、図７（Ｄ）に示す位置である場合、図７（Ｅ）に示す位置である場合、図７（Ｆ）に示す位置である場合に記憶部７３に記憶される通常波形の一例は、図８において、それぞれ波形Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５で示される。通常波形Ｗ２、通常波形Ｗ３、通常波形Ｗ４に示されるように、吸着ノズル５４が下降するにつれて（電子部品Ｅ１と吸着ノズル５４との間の距離が短くなるにつれて）、吸引を開始してから上記二度目の立ち上がり点に至るまでの経過時間が次第に短くなる。また、吸着ノズル５４が電子部品Ｅ１に接触した状態（図７（Ｆ）に示す状態）では、吸引を開始した時点で既に吸着ノズル５４の下端部の吸引口が電子部品Ｅ１によって塞がれているので、図８の通常波形Ｗ５に示されるように、Ｓ１２の処理で測定される負圧は、最初の立ち上がり点から図８のグラフ上で曲線を描きながら真空状態の圧力値に収束する形で上昇する。

図６に示すフローチャートの続きを説明する。Ｓ２４では、制御部７０の決定処理部７７は、記憶部７３に記憶されている基準波形及び複数の通常波形のデータを記憶部７３から読み出す（読み出し処理の一例）。次に、制御部７０の決定処理部７７は、複数の通常波形について、基準波形との差分をとった差分波形を算出する（Ｓ２６、差分波形算出処理の一例）。ここで、図８に示す通常波形Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５についての差分波形は、それぞれ図９のＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５で示される。図９の横軸は図８の横軸と同様である。図９の縦軸は圧力の差分を示しており、グラフの上側にいくほど基準波形Ｗ０との圧力の差分が大きいものとされる。

次に、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ２６で算出した差分波形について、吸引を開始してから負圧の大きさの差分が所定の閾値となるまでの経過時間を算出する（Ｓ２８、経過時間算出処理の一例）。図９に示す例では、上記閾値をＴＨ１で示す。この閾値ＴＨ１は、各差分波形Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５の立ち上がり点近傍の波形の影響を排除するためのものであり、評価試験に基づいて予め設定される。なお、図９におけるＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５は、それぞれ各差分波形Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５についての上記経過時間を示す。

次に、制御部７０の決定処理部７７は、複数の差分波形を重ね合わせた場合に隣り合う２つの差分波形（図９に示す隣り合う２つの差分波形）について、上記経過時間の差を算出する（Ｓ３０、時間差算出処理の一例）。図９のグラフでは、差分波形Ｄ１と差分波形Ｄ２との経過時間の差はＴ１−Ｔ２で示され、差分波形Ｄ２と差分波形Ｄ３との経過時間の差はＴ２−Ｔ３で示され、差分波形Ｄ３と差分波形Ｄ４との経過時間の差はＴ３−Ｔ４で示され、差分波形Ｄ４と差分波形Ｄ５との経過時間の差はＴ４−Ｔ５で示される。

次に、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３０で算出した経過時間の差が第１の所定値であるか否かを判断する（Ｓ３２）。この第１の所定値は、経過時間の差が十分に小さいものとみなせるような値であり、評価試験に基づいて予め設定され、例えば５ミリ秒である。従って、Ｓ３０で算出された経過時間の差が第１の所定値以下であるということは、その経過時間の差が算出された２つの経過時間がほぼ等しいことを意味する。制御部７０は、Ｓ３２で経過時間の差が第１の所定値であると判断すると（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ３４に移行する。制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３２で経過時間の差が第１の所定値でないと判断すると（Ｓ３２：ＮＯ）、Ｓ１６に戻る。

制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３４では、Ｓ３２で経過時間の差が第１の所定値以下であると判断した２つの差分波形のうち、経過時間が相対的に大きな一方の差分波形について、その差分波形についての上記経過時間が第３の所定値以下であるのか否か判断する。この第３の所定値は定数であり、表面実装機１毎に評価試験に基づいて予め設定される。

第３の所定値は、例えば図８において、基準波形Ｗ０と吸着ノズル５４が電子部品Ｅ１に接触した状態にあるときに観測された通常波形Ｗ５との分岐点Ｊ１に、吸着高さ位置を決定するために必要な許容時間を加えたものである。なお、基準波形Ｗ０と通常波形Ｗ５は、いずれも電子部品Ｅ１の有無にかかわらず観測することができる。即ち、通常波形Ｗ５は、例えば作業者が吸着ノズル５４の先端部５４Ａの吸引口を塞いだ状態で、圧力センサ６０で測定される負圧の大きさの時間変化を観測することで得ることができる。

制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３４で経過時間が第３の所定値以下であると判断すると（Ｓ３４：ＹＥＳ）、第３の所定値以下とされた経過時間が算出された差分波形と対応する通常波形について、その通常波形が観測されたときの吸着ノズル５４の高さ位置を吸着高さ位置として決定し（Ｓ３６）、吸着高さ位置検出処理を終了する。制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３４で経過時間が第３の所定値以下でないと判断すると（Ｓ３４：ＮＯ）、Ｓ１６に戻る。なお、制御部７０がＳ２４からＳ３６で実行する処理は、決定処理の一例である。

ここで本実施形態では、上述した各経過時間の差のうち、Ｔ３−Ｔ４及びＴ４−Ｔ５のみが第１の所定値以下であるものとし、図９の符号ＴＳ３で示す時点を第３の所定値とする。従って、本実施形態では、Ｓ３０の処理で算出した経過時間の差がＴ１−Ｔ２、Ｔ２−Ｔ３のいずれかである場合、Ｓ３２では経過時間の差が第１の所定値以下でないと判断する（Ｓ３２：ＮＯ）。

また本実施形態では、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３０の処理で算出した経過時間の差がＴ３−Ｔ４である場合、Ｓ３２では経過時間の差が第１の所定値以下であると判断し（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ３４では経過時間が相対的に大きな一方の差分波形、即ち差分波形Ｄ３についての上記経過時間Ｔ３が第３の所定値ＴＳ３以下でないと判断する（Ｓ３４：ＮＯ）。

また本実施形態では、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３０の処理で算出した経過時間の差がＴ４−Ｔ５である場合、Ｓ３２では経過時間の差が第１の所定値以下であると判断し（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ３４では経過時間が相対的に大きな一方の差分波形、即ち差分波形Ｄ４についての上記経過時間Ｔ４が第３の所定値ＴＳ３以下であると判断する（Ｓ３４：ＹＥＳ）。そして、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３６では、第３の所定値ＴＳ３以下とされた経過時間Ｔ４が算出された差分波形Ｄ４と対応する通常波形Ｗ４について、その通常波形Ｗ４が観測されたときの吸着ノズル５４の高さ位置、即ち図７（Ｅ）で示す高さ位置を吸着高さ位置として決定する。

以上のようにして複数個の吸着ノズル５４毎に、各種電子部品Ｅ１についての最適な吸着高さ位置が検出される。なお、吸着ノズル５４が電子部品Ｅ１に接触した状態にあるときの高さ位置（通常波形Ｗ５が観測される高さ位置）を最適な吸着高さ位置としないのは、吸着ノズル５４を下降させていくことで吸着ノズル５４を電子部品Ｅ１に接触させると、吸着ノズル５４の先端部５４Ａが電子部品Ｅ１に過度に干渉することがあり得るためであり、この場合、電子部品Ｅ１又は吸着ノズル５４が損傷する虞があるため、最適な吸着高さ位置とはいえないからである。

（実施形態１の効果）
以上説明したように本実施形態では、負圧の大きさの時間変化を基準波形及び通常波形として観測し、基準波形及び通常波形から差分波形を算出する。ここで、通常波形及び差分波形は、吸着ノズル５４に電子部品Ｅ１が吸着されたときの勾配の変化点（二度目の立ち上がり点）において波形が緩やかに変化するため、変化点を精度良く検出することが難しい。これに対し本実施形態では、読み出した基準波形及び通常波形から差分波形を算出し、差分波形について所定の閾値ＴＨ１となるまでの経過時間の差を算出することで、上記変化点近傍の波形の影響を排除することができる。また、上記経過時間の差は、電子部品Ｅ１と吸着ノズル５４との間の距離が小さくなるほど、小さくなる傾向にある。このため、算出された経過時間の差が第１の所定値以下となるときの一方の差分波形に対応する電子部品Ｅ１と吸着ノズル５４との間の距離に基づいて吸着高さ位置を決定することができる。

このように本実施形態では、吸着ノズル５４による吸引によって電子部品Ｅ１が浮き上がって吸着ノズル５４に吸着される際の負圧の大きさの時間変化の特性に着目することで、様々な電子部品Ｅ１について、高い精度で吸着高さ位置を決定することができる。

また本実施形態では、制御部７０の決定処理部７７は、上記一方の差分波形についての経過時間が第３の所定値以下である場合に、吸着高さ位置を決定する。ここで、Ｓ２６の処理で算出される隣り合う２つの上記差分波形では、電子部品Ｅ１と吸着ノズル５４との間の距離の変化幅によっては、吸着ノズル５４が電子部品Ｅ１から離れている場合であっても、さらに経過時間が第３の所定値以下である場合に吸着高さ位置を決定するので、吸着ノズル５４が電子部品Ｅ１から離れているにもかかわらず吸着高さ位置が決定されることを防止することができる。このため、より高い精度で吸着高さ位置を決定することができる。

また本実施形態では、制御部７０に、外部からの入力を受け付ける入力部７９が接続されている。そして、制御部７０は、入力部７９が入力を受け付けることで、吸着高さ位置検出処理を実行する。このため、入力部７９が作業者からの入力を受け付けることで、作業者の意思に基づいて吸着高さ位置検出処理を開始することができる。

（実施形態１の変形例）
続いて実施形態１の変形例について説明する。この変形例では、実施形態１で説明した吸着高さ位置検出処理において、各波形を観測する処理を、吸着ノズル５４を下降させる距離を等間隔で変えて複数回実行する。さらに本変形例では、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３４の処理を実行せず、Ｓ３２で経過時間の差が第１の所定値以下であると判断すると（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ３６に移行する。即ち、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３２で経過時間の差が第１の所定値以下であると判断すると（Ｓ３２：ＹＥＳ）、上記一方の差分波形と対応する通常波形について、その通常波形が観測されたときの吸着ノズル５４の高さ位置を吸着高さ位置として決定する。

本変形例のように距離を等間隔で変えて波形を観測する処理を複数回実行すると、吸着ノズル５４が電子部品Ｅ１に近づくにつれて上記経過時間の差が小さくなる。このため、本変形例では、上記経過時間の差が第１の所定値以下となる場合に、吸着高さ位置を決定するために別途条件（例えば上記第３の所定値以下であるか否か）を設けなくても、高い精度で吸着高さ位置を決定することができる。このため、より簡単な決定方法で吸着高さ位置を決定することができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２の吸着高さ位置検出処理について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。本実施形態の吸着高さ位置検出処理では、制御部７０の観測処理部７６は、まず、電子部品Ｅ１が吸着される位置まで吸着ノズル５４を下降させる（Ｓ１１０）。ここでいう電子部品Ｅ１が吸着される位置とは、例えば、図７（Ｂ）で示す位置をいう。

次に、制御部７０の観測処理部７６は、吸着ノズル５４による電子部品Ｅ１の吸引を開始し、所定時間（例えば数秒程度）経過後に吸引を終了する。また、制御部７０の観測処理部７６は、上記所定時間の間に圧力センサ６０で測定される負圧の大きさの時間変化を観測し（Ｓ１１２）、観測された当該時間変化を波形として記憶部７３に記憶させる（Ｓ１１４）。

ここで、Ｓ１１４の処理において記憶部７３に記憶される時間変化の波形の一例を、図１１のグラフにおいて波形Ｗ１１で示す。図１１の横軸は時間軸であり、吸着ノズル５４による電子部品Ｅ１の吸引が開始された時点、即ち制御部７０によってバルブ６２が開状態とされた時点を０としている。図１１の縦軸は圧力、即ち圧力センサ６０から電圧値として出力される負圧の大きさを示しており、グラフの上側にいくほど負圧が大きい（吸引路５６内の真空度が高い）ものとされる。

電子部品Ｅ１が吸着される位置に吸着ノズル５４がある場合、吸着ノズル５４による吸引を開始した後、吸着ノズル５４による吸引によって電子部品Ｅ１が載置面から浮き上がり、電子部品Ｅ１の上面が吸着ノズル５４の下端部に吸着される。このため、図１１に示す波形Ｗ１１は、最初に立ち上がってから（最初の立ち上がり点ＴＡ０）負圧発生部６４で発生される負圧の圧力値Ｐ０と等しくなるまで上昇した後、載置面から浮き上がった電子部品Ｅ１が吸着ノズル５４に吸着されるまでの間は一定値を示し、電子部品Ｅ１が吸着ノズル５４に吸着された時点ＴＡ１１で再び立ち上がり（勾配の変化点、二度目の立ち上がり点）、上記所定時間が経過するまでの間、図１１のグラフ上で曲線を描きながら真空状態の圧力値に向かって上昇する。

制御部７０の観測処理部７６は、Ｓ１１４の処理が終了すると、未算出の経過時間の差を算出可能か否か判断する（Ｓ１１６）。ここでいう経過時間の差は、後述する処理において算出されるものであり、後述する２つの微分波形に基づいて算出されるものである。従って、経過時間の差が算出されていない少なくとも２つの微分波形が記憶部７３に記憶されている場合、制御部７０の観測処理部７６は、未算出の経過時間の差を算出可能であると判断し（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、Ｓ１２０に移行する。一方、経過時間の差が算出されていない少なくとも２つの微分波形が記憶部７３に記憶されていない場合、制御部７０の観測処理部７６は、未算出の経過時間の差を算出可能でないと判断し（Ｓ１１６：ＮＯ）、Ｓ１１８に移行する。

制御部７０の観測処理部７６は、Ｓ１１８では、吸着ノズル５４の高さ位置をさらに下降させ、Ｓ１１２に戻る。例えば吸着ノズル５４が図７（Ｂ）に示す位置にある場合、制御部７０は、Ｓ１１６では吸着ノズル５４の高さ位置を図７（Ｂ）に示す位置から図７（Ｃ）に示す位置にさらに下降させる。その後、制御部７０の観測処理部７６は、上述したＳ１１２、Ｓ１１４の処理を順に実行し、再びＳ１１６に移行する。このようにＳ１１２からＳ１１６の処理は、電子部品Ｅ１と吸着ノズル５４との間の距離を変えて複数回実行される。なお、制御部７０の観測処理部７６がＳ１１０で実行する処理、及びＳ１１２からＳ１１６で実行する処理は、観測処理の一例である。

吸着ノズル５４の高さ位置が図７（Ｃ）に示す位置である場合、図７（Ｄ）に示す位置である場合、図７（Ｅ）に示す位置である場合、図７（Ｆ）に示す位置である場合に記憶部７３に記憶される波形の一例は、図１１において、それぞれ波形Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５で示される。各波形Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５の変化の態様は、実施形態１で説明した通常波形Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５の変化の態様と同様である。なお、図１１における符号ＴＡ１２、ＴＡ１３、ＴＡ１４、ＴＡ１５は、各波形Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５の二度目の立ち上がり点を示す。

図１０に示すフローチャートの続きを説明する。Ｓ１２０では、制御部７０の決定処理部７７は、記憶部７３に記憶されている各波形のデータを記憶部７３から読み出す（読み出し処理の一例）。次に、制御部７０の決定処理部７７は、複数の波形をそれぞれ微分した微分波形を算出する（Ｓ１２２、微分波形算出処理の一例）。ここで、図１２のグラフでは、上記各波形Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５についての各微分波形を重ね合わせたものを示している。図１２の横軸は図１１の横軸と同様である。図１２の縦軸は圧力の変化、即ち図１１における各波形Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５の傾きの大きさを示しており、グラフの上側にいくほど圧力の変化が大きいものとされる。

従って、図１２における最初のピークＰＫ１０は、図１１における各波形Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５の最初の立ち上がり点ＴＡ１０と対応しており、図１２における各ピークＰＫ１１、ＰＫ１２、ＰＫ１３、ＰＫ１４、ＰＫ１５は、２回目のピークであり、図１１における各波形Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５の二度目の立ち上がり点ＴＡ１１、ＴＡ１２、ＴＡ１３、ＴＡ１４、ＴＡ１５と対応している。

次に、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ１２２で算出した微分波形について、吸引を開始してから負圧の大きさについての２回目のピークが発生した時点までの経過時間を算出する（Ｓ１２４、経過時間算出処理の一例）。Ｓ１２４の処理で算出される経過時間は、吸着ノズル５４による電子部品Ｅ１の吸引を開始してから吸着ノズル５４に電子部品Ｅ１が吸着されるまでの時間に等しい。

なお、図１２におけるＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５は、それぞれ各微分波形についての上記経過時間を示しており、各微分波形について２回目のピークＰＫ１１、ＰＫ１２、ＰＫ１３、ＰＫ１４、ＰＫ１５が発生した時点と対応している。このように微分波形から上記経過時間を算出するのは、微分を行う前の上記波形では、二度目の立ち上がり点が緩やかに立ち上がるため、二度目の立ち上がり点を精度良く検出することが難しいのに対し、微分波形では、二度目の立ち上がり点がピークとして現れるため、二度目の立ち上がり点を精度良く検出できるからである。

次に、制御部７０の決定処理部７７は、複数の微分波形を重ね合わせた場合に上記経過時間が近接する２つの微分波形（図１２において２回目のピークが近接する２つの微分波形）について、経過時間の差を算出する（Ｓ１２６、時間差算出処理の一例）。図１２のグラフでは、各微分波形についての経過時間の差は、それぞれＴ１１−Ｔ１２、Ｔ１２−Ｔ１３、Ｔ１３−Ｔ１４、Ｔ１４−Ｔ１５で示される。

次に、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ１２６で算出した経過時間の差が第２の所定値であるか否かを判断する（Ｓ１２８）。この第２の所定値は、経過時間の差が十分に小さいものとみなせるような値であり、評価試験に基づいて予め設定され、例えば５ミリ秒である。従って、Ｓ１２６で算出された経過時間の差が第２の所定値以下であるということは、その経過時間の差が算出された２つの経過時間がほぼ等しいことを意味する。制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ１２８で経過時間の差が第２の所定値であると判断すると（Ｓ１２８：ＹＥＳ）、Ｓ１３０に移行する。制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ１２８で経過時間の差が第２の所定値でないと判断すると（Ｓ１２８：ＮＯ）、Ｓ１１８に戻る。

制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ１３０では、Ｓ１２８で経過時間の差が第２の所定値以下であると判断した２つの微分波形のうち、経過時間が相対的に大きな一方の微分波形について、その微分波形についての上記経過時間が第３の所定値以下であるのか否か判断する。この第３の所定値は、実施形態１で説明したものと同様である。

制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ１３０で経過時間が第３の所定値以下であると判断すると（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、第３の所定値以下とされた経過時間が算出された微分波形と対応する波形について、その波形が観測されたときの吸着ノズル５４の高さ位置を吸着高さ位置として決定し（Ｓ１３２）、吸着高さ位置検出処理を終了する。制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ１３０で経過時間が第３の所定値以下でないと判断すると（Ｓ１３０：ＮＯ）、Ｓ１１８に戻る。なお、制御部７０の決定処理部７７がＳ１２０からＳ１３２で実行する処理は、決定処理の一例である。

（実施形態２の効果）
以上説明したように本実施形態では、負圧の大きさの時間変化を波形として観測し、観測した波形から微分波形を算出する。そして、算出された微分波形について上記経過時間の差を算出する。このため、吸着ノズル５４に電子部品Ｅ１が吸着されたときの変化点近傍の波形の影響を排除することができる。さらに、実施形態１のように基準波形を算出することなく上記微分波形を算出し、算出された微分波形の２回目のピークが発生した時点までの経過時間を算出する。ここで、図１２に示すように、２回目のピークが発生した時点は一点に定まるため、２回目のピークが発生した時点をみることで上記経過時間を精度良く検出することができる。そして、隣り合う２つの微分波形から経過時間の差を算出することで、波形の観測について少ない回数で吸着高さ位置を検出することができる。このように本実施形態では、吸着高さ位置検出処理に要する時間を短縮することができる。

（実施形態３）
次に、実施形態３の吸着高さ位置検出処理について、図１３に示すフローチャートを参照して説明する。本実施形態の吸着高さ位置検出処理では、制御部７０の観測処理部７６は、まず、図１３に示すＳ２１０、Ｓ２１２、Ｓ２１４の処理を順に実行する。このＳ２１０、Ｓ２１２、Ｓ２１４の処理は、実施形態２におけるＳ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１１４（図１０参照）の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。

制御部７０の観測処理部７６は、Ｓ２１４の処理が終了すると、近似関数を算出可能か否か判断する（Ｓ２１６）。ここでいう近似関数は、後述する処理において算出されるものであり、少なくとも３つの波形に基づいて算出されるものである。従って、少なくとも３つの波形が記憶部７３に記憶されている場合、制御部７０の観測処理部７６は、近似関数を算出可能であると判断し（Ｓ２１６：ＹＥＳ）、Ｓ２２０に移行する。一方、少なくとも３つの波形が記憶部７３に記憶されていない場合、制御部７０の観測処理部７６は、近似関数を算出可能でないと判断し（Ｓ２１６：ＮＯ）、Ｓ２１８に移行する。

制御部７０の観測処理部７６は、Ｓ２１８では、吸着ノズル５４の高さ位置をさらに下降させ、Ｓ２１２に戻る。例えば吸着ノズル５４が図７（Ｂ）に示す位置にある場合、制御部７０の観測処理部７６は、Ｓ２１８では吸着ノズルの高さ位置を図７（Ｂ）に示す位置から図７（Ｃ）に示す位置にさらに下降させる。その後、制御部７０の観測処理部７６は、上述したＳ２１２、Ｓ２１４の処理を順に実行し、再びＳ２１６に移行する。なお、制御部７０の観測処理部７６がＳ２１０で実行する処理、及びＳ２１２からＳ２１６で実行する処理は、観測処理の一例である。

図１４に示す波形Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３は、吸着ノズル５４の高さ位置を順に下降させて負圧の大きさの時間変化を３回観測した場合の、記憶部７３に記憶される各波形の一例を示したものである。各波形の変化の態様は、実施形態２で説明した波形Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５の変化の態様と同様である。なお、図１１における符号ＴＡ２１、ＴＡ２２、ＴＡ２３は、各波形Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３の二度目の立ち上がり点を示す。

図１３に示すフローチャートの続きを説明する。制御部７０の決定処理部７７は、近似関数を算出可能であると判断すると、Ｓ２２０、Ｓ２２２、Ｓ２２４の処理を順に実行し、Ｓ２２６に移行する。このＳ２２０、Ｓ２２２、Ｓ２２４の処理は、実施形態２におけるＳ１２０、Ｓ１２２、Ｓ１２４（図１０参照）の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。なお、制御部７０の決定処理部７７がＳ２２０、Ｓ２２２、Ｓ２２４で実行する処理は、それぞれ読み出し処理の一例、微分波形算出処理の一例、経過時間算出処理の一例である。

ここで、図１５のグラフでは、図１４に示す各波形Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３から算出された各微分波形を重ね合わせたものを示している。図１５の横軸及び縦軸は、図１２の横軸及び縦軸と同様である。図１５における最初のピークＰＫ２０は、図１４における各波形Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３の最初の立ち上がり点ＴＡ２０と対応しており、図１５における各ピークＰＫ２１、ＰＫ２２、ＰＫ２３は、２回目のピークであり、図１４における各波形Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３の二度目の立ち上がり点ＴＡ２１、ＴＡ２２、ＴＡ２３と対応している。また、図１５におけるＴ２１、Ｔ２２、Ｔ２３は、Ｓ２２４の処理において上記の各微分波形から算出される経過時間をそれぞれ示しており、各微分波形について２回目のピークＰＫ２１、ＰＫ２２、ＰＫ２３が発生した時点と対応している。

次に、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ２２６では、Ｓ２２４の処理で算出される各経過時間と、各経過時間が算出された各微分波形と対応する各波形について、それらの波形が観測されたときの吸着ノズル５４の高さ位置と、から近似関数を算出する（関数算出処理の一例）。ここで、図１６のグラフは、横軸が上記高さ位置を示しており、グラフの縦軸が上記経過時間、即ち吸着ノズル５４による電子部品Ｅ１の吸引を開始してから吸着ノズル５４に電子部品Ｅ１が吸着されるまでの時間を示している。

また、図１６に示す曲線Ｗ２０は、Ｓ２２６の処理において算出される近似関数の一例であり、次のように算出される。即ち、制御部７０の決定処理部７７は、図１６に示すグラフ上において、上記の３つの経過時間Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３と、それらの３つの経過時間Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３が算出された３つの微分波形と対応する３つの吸着ノズル５４の高さ位置と、に対応する３点Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３を検出し、これらの３点Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３から算出される指数近似式を上記近似関数とする。

次に、制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ２２６で算出した近似関数について、上記経過時間が所定の閾値となるときの吸着ノズル５４の高さ位置に基づいて吸着高さ位置を決定し（Ｓ２２８）、吸着高さ位置検出処理を終了する。図１６に示す例では、上記閾値をＴＨ２で示す。この閾値ＴＨ２は、０近傍の値で予め設定される。図１６に示す例では、曲線Ｗ２０上において閾値ＴＨ２と対応する高さ位置Ｈ１が、吸着ノズル５４の吸着高さ位置として決定される。なお、制御部７０の決定処理部７７がＳ２２０からＳ２２８で実行する処理は、決定処理の一例である。

（実施形態３の効果）
以上説明したように本実施形態では、制御部７０の決定処理部７７は、上記経過時間と上記経過時間が算出された微分波形と対応する距離とから近似関数を算出し、算出された近似関数から吸着高さ位置を決定する。この近似関数は、図１６に示すように、波形の観測を少なくとも３回行うことで算出することができる。このため、波形の観測についてより少ない回数で吸着高さ位置を検出することができ、吸着高さ位置検出処理に要する時間を一層短縮することができる。

（実施形態４）
次に、実施形態４の吸着高さ位置検出処理を説明する。実施形態４、実施形態５、実施形態６では、図１７に示すように、吸着ノズル５４に負圧を発生させるための構成において、圧力センサ６０（図３参照）の替わりに流量センサ（測定部の一例）３６０が設けられている。表面実装機１のその他の構成については、実施形態１と同様である。流量センサ３６０は、吸着ノズル５４近傍の吸引路５６内を流れる吸気の流量を流量値として制御部７０に出力する。吸引路５６内の負圧が大きくなると吸引路５６内の真空度が高くなり、吸引路５６内を流れる吸気の流量が少なくなるので、このように吸引路５６内の流量を測定することで、吸引路５６内の負圧の大きさを間接的に測定することができる。

本実施形態では、制御部７０の観測処理部７６及び決定処理部７７は、圧力センサ６０の替わりに流量センサ３６０を用いて実施形態１で説明した吸着高さ位置検出処理と同様の処理を実行する。ここで、図１８のグラフは、実施形態１における図８のグラフと対応するグラフである。図１８の横軸は時間軸であり、吸着ノズル５４による電子部品Ｅ１の吸引が開始された時点、即ち制御部７０によってバルブ６２が開状態とされた時点を０としている。図１８の縦軸は流量センサ３６０から出力される流量値を示しており、グラフの下側にいくほど流量が少ない、即ち負圧が大きい（吸引路５６内の真空度が高い）ものとされる。

図１８に示す波形Ｗ３０は、図８に示す基準波形Ｗ０と対応する基準波形であり、図１８に示す波形Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３、Ｗ３５は、それぞれ図８に示す通常波形Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ５と対応する通常波形である。即ち、基準波形Ｗ３０は、吸着ノズル５４の高さ位置が図７（Ａ）の位置にあるときにＳ１２の処理（図６参照）で観測される波形であり、通常波形Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３、Ｗ３５は、それぞれ吸着ノズル５４の高さ位置が図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）、図７（Ｆ）の位置にあるときにＳ１８の処理（図６参照）で観測される波形である。

図１８の基準波形Ｗ３０で示されるように、本実施形態においてＳ１２の処理で測定される流量は、吸着ノズル５４による吸引が開始されるのと同時に大きく立ち上がり、流量が一旦最大流量となった後、流量が負圧発生部６４で発生される負圧の流量と等しくなるまで緩やかに下降しながら安定し、流量が一定となる。一方、基準波形Ｗ３１は、吸引が開始されて流量が最大流量となった後、載置面から浮き上がった電子部品Ｅ１が吸着ノズル５４に吸着されるまでの間、緩やかに下降しながら負圧発生部６４で発生される負圧の流量に近づいていく。そして、基準波形Ｗ３１は、電子部品Ｅ１が吸着ノズル５４に吸着された時点ＴＡ１で再び大きく下降し（二度目の下降点）、上記所定時間が経過するまでの間、図８のグラフ上で曲線を描きながら真空状態における流量値に収束する形で下降する。

図１９のグラフは、実施形態１における図９のグラフと対応するグラフである。図１９の横軸は図１８の横軸と同様である。図１９の縦軸は流量の差分を示しており、グラフの下側にいくほど基準波形Ｗ３０との流量の差分が大きいものとされる。図１９に示す波形Ｄ３１、Ｄ３２、Ｄ３３、Ｄ３５は、それぞれ図９に示す差分波形Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５と対応する通常波形である。また、図１９に示すＴＨ３は、図９に示す所定の閾値と対応する閾値であり、図１９に示す時間Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ３５は、それぞれ図９に示す経過時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５と対応する経過時間である。

従って本実施形態では、次のようにして吸着高さ位置が検出される。即ち、経過時間Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ３５の差が、上記第１の所定値以下であり、かつ、経過時間Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ３５の差が第１の所定値以下であるとされた２つの差分波形のうち一方の差分波形についての経過時間が上記第３の所定値以下である場合、その経過時間が算出された差分波形と対応する通常波形が観測されたときの吸着ノズル５４の高さ位置を吸着高さ位置として決定する。

（実施形態４の効果）
以上説明したように本実施形態では、流量を測定することで負圧の大きさを間接的に測定する場合であっても、負圧の大きさの時間変化を基準波形及び通常波形として観測することができ、基準波形及び通常波形から差分波形を算出することができる。このため、圧力センサ６０の替わりに流量センサ３６０を用いながら、様々な電子部品Ｅ１について、高い精度で吸着高さ位置を決定することができる。

（実施形態５）
次に、実施形態５の吸着高さ位置検出処理を説明する。本実施形態では、制御部７０の観測処理部７６及び決定処理部７７は、圧力センサ６０の替わりに流量センサ３６０を用いて実施形態２で説明した吸着高さ位置検出処理と同様の処理を実行する。ここで、図２０、図２１のグラフは、実施形態２における図１１、図１２のグラフと対応するグラフである。

図２０に示す波形Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３、Ｗ４５は、それぞれ図１１に示す波形Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１５と対応する波形である。また、図２０におけるＴＡ４１、ＴＡ４２、ＴＡ４３、ＴＡ４５は、それぞれ各波形Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３、Ｗ４５の二度目の下降点を示している。また、図２１における各ピークＰＫ４１、ＰＫ４２、ＰＫ４３、ＰＫ４５は、各波形Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ４３、Ｗ４５から算出される各微分波形についての２回目のピークを示している。また、図２１におけるＴ４１、Ｔ４２、Ｔ４３、Ｔ４５は、各微分波形についての上記経過時間を示しており、各微分波形についての２回目のピークＰＫ４１、ＰＫ４２、ＰＫ４３、ＰＫ４５が発生した時点と対応している。

従って本実施形態では、次のようにして吸着高さ位置が検出される。即ち、経過時間Ｔ４１、Ｔ４２、Ｔ４３、Ｔ４５の差が、上記第２の所定値以下であり、かつ、経過時間Ｔ４１、Ｔ４２、Ｔ４３、Ｔ４５の差が第２の所定値以下であるとされた２つの微分波形のうち一方の微分波形についての経過時間が上記第３の所定値以下である場合、その経過時間が算出された微分波形と対応する波形が観測されたときの吸着ノズル５４の高さ位置を吸着高さ位置として決定する。

（実施形態５の効果）
以上説明したように本実施形態では、流量を測定することで負圧の大きさを間接的に測定する場合であっても、負圧の大きさの時間変化を波形として観測することができ、観測された波形から微分波形を算出することができる。このため、圧力センサ６０の替わりに流量センサ３６０を用いながら、高い精度で吸着高さ位置を決定することができ、さらに、吸着高さ位置検出処理に要する時間を短縮することができる。

（実施形態６）
次に、実施形態６の吸着高さ位置検出処理を説明する。本実施形態では、制御部７０の観測処理部７６及び決定処理部７７は、圧力センサ６０の替わりに流量センサ３６０を用いて実施形態３で説明した吸着高さ位置検出処理と同様の処理を実行する。ここで、図２２、図２３、図２４のグラフは、実施形態３における図１４、図１５、図１６のグラフと対応するグラフである。なお、図２４では、横軸と縦軸が図１６のものと逆とされている。

図２２に示す波形Ｗ５１、Ｗ５２、Ｗ５３は、それぞれ図１４に示す波形Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３と対応する波形である。また、図２０におけるＴＡ５１、ＴＡ５２、ＴＡ５３は、それぞれ各波形Ｗ５１、Ｗ５２、Ｗ５３の二度目の下降点を示している。また、図２３における各ピークＰＫ５１、ＰＫ５２、ＰＫ５３は、各波形Ｗ５１、Ｗ５２、Ｗ５３から算出される各微分波形についての２回目のピークを示している。また、図２３におけるＴ５１、Ｔ５２、Ｔ５３は、各微分波形についての上記経過時間を示しており、各微分波形についての２回目のピークＰＫ５１、ＰＫ５２、ＰＫ５３が発生した時点と対応している。

図２４に示す直線Ｌ５０は、Ｓ２２６の処理において算出される近似関数の一例であり、次のように算出される。即ち、制御部７０の決定処理部７７は、図２４に示すグラフ上において、上記の３つの経過時間Ｔ５１、Ｔ５２、Ｔ５３と、それらの３つの経過時間Ｔ５１、Ｔ５２、Ｔ５３が算出された３つの微分波形と対応する３つの吸着ノズル５４の高さ位置と、に対応する３点Ｐ５１、Ｐ５２、Ｐ５３を検出し、これらの３点Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３から最小二乗法を用いて算出される直線近似式を上記近似関数とする。また、図２４では、上記経過時間についての所定の閾値をＴＨ４で示す。従って本実施形態では、次のようにして吸着高さ位置が検出される。即ち、図２４で示される近似関数（直線Ｌ５０）上において閾値ＴＨ４と対応する高さ位置Ｈ２が、吸着高さ位置として決定される。

（実施形態６の効果）
以上説明したように本実施形態では、流量を測定することで負圧の大きさを間接的に測定する場合であっても、負圧の大きさの時間変化を波形として観測することができ、観測された波形から微分波形を算出し、さらに微分波形に基づいて近似関数を算出することができる。このため、圧力センサ６０の替わりに流量センサ３６０を用いながら、高い精度で吸着高さ位置を決定することができ、さらに、吸着高さ位置検出処理に要する時間を一層短縮することができる。

（実施形態７）
次に、実施形態７の吸着高さ位置検出処理について、図２５に示すフローチャートを参照して説明する。本実施形態は、吸着高さ位置検出処理の一部が実施形態１のものと異なっている。本実施形態の吸着高さ位置検出処理では、制御部７０の観測処理部７６は、まず、図２５に示すＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０の処理を順に実行する。これらの処理は、実施形態１におけるＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０（図６参照）の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。

制御部７０の観測処理部７６は、Ｓ２１４の処理が終了すると、図６に示すＳ２２と対応する処理を実行することなく、Ｓ２４に移行する。その後、制御部７０の決定処理部７７は、図２５に示すＳ２４、Ｓ２６、Ｓ２８の処理を順に実行する。これらの処理は、実施形態１におけるＳ２４、Ｓ２６、Ｓ２８（図６参照）の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。

制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ２８の処理が実行すると、図６に示すＳ３０、Ｓ３２と対応する処理を実行することなく、Ｓ３３４に移行する。制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３３４では、Ｓ２８で算出した経過時間が第３の所定値以下であるのか否か判断する。この第３の所定値は、実施形態１で説明したものと同様であり、表面実装機１毎に評価試験に基づいて予め設定される。

制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３３４で経過時間が第３の所定値以下であると判断すると（Ｓ３３４：ＹＥＳ）、第３の所定値以下とされた経過時間が算出された差分波形と対応する通常波形について、その通常波形が観測されたときの吸着ノズル５４の高さ位置を吸着高さ位置として決定し（Ｓ３６）、吸着高さ位置検出処理を終了する。制御部７０の決定処理部７７は、Ｓ３３４で経過時間が第３の所定値以下でないと判断すると（Ｓ３３４：ＮＯ）、Ｓ１６に戻る。

（実施形態７の効果）
以上説明したように本実施形態は、吸着高さ位置検出処理において、第１の所定値を用いた判断を実行することなく、第３の所定値を用いた判断のみで吸着高さ位置を決定する点で実施形態１と異なっている。例えば、Ｓ２８で算出された経過時間が十分に小さい場合には、実施形態１における「経過時間の差」を算出しなくとも、吸着ノズル５４が電子部品Ｅ１に近接しているものとみなすことができ、第３の所定値を用いた判断のみで吸着高さ位置を決定することができる。このように本実施形態では、実施形態１と比べて簡単な決定方法で吸着高さ位置を決定することができる。

（他の実施形態）
本明細書で開示される技術は上記既述及び図面によって説明した各実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
（１）上記の各実施形態では、吸着ノズルが上下に昇降する構成を例示したが、吸着ノズルが上下方向に固定されており、電子部品が載置された載置面が上下に昇降する構成であってもよい。この場合、載置面の高さ位置を変えることで、電子部品と吸着ノズルの間の距離を変えることができ、吸着高さ位置決定処理では、各電子部品について最適な載置面の高さ位置を検出することができる。

（２）上記の各実施形態では、電子部品の一例としてブロック状の電子部品を例示したが、電子部品の形状やサイズ等は限定されない。電子部品が凹部や凸部を有する構成であってもよい。また、吸着ノズルによって吸着される電子部品の部位は電子部品の上面に限定されず、吸着ノズルの先端部が密閉される部位を吸着部位としてもよい。例えば吸着対象とされる部品がレンズを有する部品である場合、レンズ部分を回避した部位を吸着部位としてもよい。また、吸着ノズルが吸着する部品は電子部品に限定されない。

（３）上記の各実施形態では、吸着高さ位置の検出が、自動運転中の搬送状態に実行される例、又は、自動運転の停止中に、入力部が吸着高さ位置の検出を開始させるための入力を外部から受け付けることで実行される例を示したが、これに限定されない。例えば、自動運転の停止中に、フィーダ型供給装置の各フィーダが交換された際に吸着高さ位置の検出を実行されてもよい。

（４）上記の各実施形態では、部品供給装置の一例としてフィーダ型供給装置を例示したが、これに限定されない。例えばトレイ上に複数の電子部品が載置されたトレイ型の部品供給装置であってもよい。

（５）上記の各実施形態では、測定部の一例として圧力センサ及び流量センサを例示したが、吸着部における負圧の大きさを直接的又は間接的に測定できるものであればよく、圧力センサ及び流量センサに限定されない。

（６）上記の各実施形態以外にも、表面実装機の構成については、適宜に変更可能である。

（７）上記の実施形態７では、実施形態１の吸着高さ位置検出処理において、第１の所定値を用いた判断を実行することなく、第３の所定値を用いた判断のみで吸着高さ位置を決定する例を示したが、実施形態２の吸着高さ位置検出処理において、第２の所定値を用いた判断を実行することなく、第３の所定値を用いた判断のみで吸着高さ位置を決定してもよい。

以上、各実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

１…表面実装機
１０…基台
２０…搬送コンベア（基板搬送装置）
３０…部品実装装置
３２…ヘッドユニット
３８Ｘ…Ｘ軸サーボモータ
３８Ｙ…Ｙ軸サーボモータ
３８Ｚ…Ｚ軸サーボモータ（昇降部）
３８Ｒ…Ｒ軸サーボモータ
４０…フィーダ型供給装置（部品供給装置）
４２…フィーダ
５２…実装ヘッド
５４…吸着ノズル（吸着部）
５６…吸引路
６０…圧力センサ（測定部）
６２…バルブ
６４…負圧発生部
７０…制御部
７３…記憶部
７６…観測処理部
７７…決定処理部
７９…入力部
３６０…流量センサ（測定部）
Ｃ１…基板認識カメラ
Ｃ２…部品認識カメラ
Ｄ１〜Ｄ５、Ｄ３１〜Ｄ３５…差分波形
ＤＳ１〜ＤＳ５…（電子部品と吸着ノズルとの間の）距離
Ｅ１…電子部品
Ｐ１…プリント基板
ＰＫ２１〜２３、ＰＫ４１〜４３、ＰＫ５１〜５３…２回目のピーク
Ｔ１〜Ｔ５、Ｔ１１〜Ｔ１５、Ｔ２１〜Ｔ２３、Ｔ３１〜Ｔ３５、Ｔ４１〜Ｔ４５、Ｔ５１〜Ｔ５３…経過時間
ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４…閾値
Ｗ０、Ｗ３０…基準波形
Ｗ１〜Ｗ５、Ｗ３１〜Ｗ３５…通常波形
Ｗ２０、Ｌ５０…近似関数

Claims (13)

1. 負圧によって部品をその上方から吸引することで該部品を吸着する吸着部を備え、前記吸着部で吸着した前記部品を基板に実装する部品実装装置であって、
   前記吸着部における前記負圧の大きさを測定する測定部と、
   前記吸着部と前記測定部とを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記吸着部で前記部品を吸引するとともに該部品の吸引を開始してから吸引を終了するまでの間に前記測定部で測定される前記負圧の大きさの時間変化を観測する観測処理を実行する観測処理部と、前記観測処理で観測した前記負圧の大きさの時間変化に基づいて、前記部品を前記基板に実装するために該部品を前記吸着部で吸着するときの吸着高さ位置を決定する決定処理を実行する決定処理部と、を有し、
   前記観測処理部は、前記部品の吸引を開始するときの該部品と前記吸着部との間の距離を変えて前記観測処理を複数回実行する部品実装装置。
2. 請求項１に記載の部品実装装置であって、
   記憶部を備え、
   前記観測処理部は、前記観測処理では、前記吸着部で前記部品の吸引を開始してから所定時間経過後に吸引を終了するとともに、前記所定時間の間に観測した前記負圧の大きさの時間変化を波形として前記記憶部に記憶させ、
   前記決定処理部は、前記決定処理では、前記記憶部に記憶された複数の前記波形のうち一つの波形に対応する前記部品と前記吸着部との間の距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定する、
   部品実装装置。
3. 請求項２に記載の部品実装装置であって、
   前記観測処理部は、複数回実行する前記観測処理のうち１回の観測処理では、前記距離を前記所定時間の間に前記部品が前記吸着部に吸着されない距離にして実行するとともに前記波形を基準波形として前記記憶部に記憶させ、他の回の観測処理では、前記波形を通常波形として前記記憶部に記憶させ、
   前記決定処理部は、前記決定処理では、
   前記基準波形と前記通常波形とを前記記憶部から読み出す読み出し処理と、
   前記通常波形について前記基準波形との差分をとった波形を差分波形として算出する差分波形算出処理と、
   前記差分波形について前記吸引を開始してから前記負圧の大きさの差分が所定の閾値となるまでの経過時間を算出する経過時間算出処理と、を実行し、
   前記経過時間が算出された前記差分波形に対応する前記部品と前記吸着部との間の距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定する、
   部品実装装置。
4. 請求項３に記載の部品実装装置であって、
   前記決定処理部は、前記決定処理では、
   複数の前記差分波形を重ね合わせた場合に隣り合う２つの前記差分波形について、前記経過時間の差を算出する時間差算出処理を実行し、
   前記経過時間の差が第１の所定値以下となる２つの前記差分波形のうち、前記経過時間が大きい一方の差分波形に対応する前記部品と前記吸着部との間の距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定する、
   部品実装装置。
5. 請求項２に記載の部品実装装置であって、
   前記決定処理部は、前記決定処理では、
   複数の前記波形を前記記憶部から読み出す読み出し処理と、
   前記波形を微分した微分波形を算出する微分波形算出処理と、
   前記微分波形について、前記吸引を開始してから前記負圧の大きさについての２回目のピークが発生した時点までの経過時間を算出する経過時間算出処理と、を実行し、
   前記経過時間が算出された前記差分波形に対応する前記部品と前記吸着部との間の距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定する、
   部品実装装置。
6. 請求項５に記載の部品実装装置であって、
   前記決定処理部は、前記決定処理では、
   複数の前記微分波形を重ね合わせた場合に前記経過時間が近接する２つの前記微分波形について、前記経過時間の差を算出する時間差算出処理を実行し、
   前記経過時間の差が第２の所定値以下となる２つの前記微分波形のうち、前記経過時間が大きい一方の微分波形に対応する前記部品と前記吸着部との間の距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定する、
   部品実装装置。
7. 請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の部品実装装置であって、
   前記決定処理部は、前記決定処理では、前記一方の差分波形又は前記一方の微分波形についての前記経過時間が第３の所定値以下である場合に、前記吸着高さ位置を決定する、
   部品実装装置。
8. 請求項４または請求項６に記載の部品実装装置であって、
   前記観測処理部は、前記観測処理を、前記部品と前記吸着部との間の距離を等間隔で変えて複数回実行する、
   部品実装装置。
9. 請求項２に記載の部品実装装置であって、
   前記決定処理部は、前記決定処理では、
   複数の前記波形を前記記憶部から読み出す読み出し処理と、
   前記波形を微分した微分波形を算出する微分波形算出処理と、
   前記微分波形について、前記吸引を開始してから前記負圧の大きさについての２回目のピークが発生した時点までの経過時間を算出する経過時間算出処理と、
   前記経過時間と、該経過時間が算出された前記微分波形と対応する前記部品と前記吸着部との間の距離と、から近似関数を算出する関数算出処理と、を実行し、
   前記近似関数において前記経過時間が所定の閾値となるときの前記部品と前記吸着部との間の距離に基づいて前記吸着高さ位置を決定する、
   部品実装装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の部品実装装置であって、
    外部からの入力を受け付ける入力部を備え、
    前記観測処理部および前記決定処理部は、前記入力部が入力を受け付けることで、前記観測処理及び前記決定処理を実行する、
    部品実装装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の部品実装装置であって、
    前記吸着部を上下に昇降させる昇降部を備え、
    前記観測処理部は、前記昇降部を制御することで、前記観測処理を、前記部品の吸引を開始するときの前記吸着部の高さを変えて複数回実行する、
    部品実装装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の部品実装装置と、
    前記部品実装装置に前記部品を供給する部品供給装置と、
    前記基板を搬送方向に搬送する基板搬送装置と、
    を備える表面実装機。
13. 負圧によって部品をその上方から吸引することで該部品を吸着する吸着部と、前記吸着部における前記負圧の大きさを測定する測定部と、を備え、前記吸着部で吸着した前記部品を基板に実装する部品実装装置において、前記部品を前記基板に実装するために該部品を前記吸着部で吸着するときの吸着高さ位置を検出する吸着高さ位置の検出方法であって、
    前記吸着部で前記部品を吸引するとともに該部品の吸引を開始してから吸引を終了するまでの間に前記測定部で測定される前記負圧の大きさの時間変化を観測する観測工程と、
    前記吸着高さ位置を決定する決定工程と、を備え、
    前記観測工程では、前記部品の吸引を開始するときの該部品と前記吸着部との間の距離を変えて前記負圧の大きさの時間変化の観測を複数回実行し、
    前記決定工程では、前記観測工程で観測した前記負圧の大きさの時間変化に基づいて、前記吸着高さ位置を決定する吸着高さ位置の検出方法。

Images